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🙊 前言：本文章为瑞_系列专栏之《刷题》的力扣LeetCode系列，主要以力扣LeetCode网的题进行解析与分享。本文仅供大家交流、学习及研究使用，禁止用于商业用途，违者必究！
说明
本文主要是配合《瑞_数据结构与算法_二叉树》对二叉树的知识进行提升和拓展
题目 144. 二叉树的前序遍历
给你二叉树的根节点 root ，返回它节点值的前序遍历。
示例 1：
输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,2,3]
示例 2：
输入：root = []
输出：[]
示例 3：
输入：root = [1]
输出：[1]
示例 4：
输入：root = [1,2]
输出：[1,2]
示例 5：
输入：root = [1,null,2]
输出：[1,2]
提示：
- 树中节点数目在范围 [0, 100] 内
- -100 <= Node.val <= 100
进阶：递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？
题解
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
/*
* 栈
*/
LinkedList<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
/*
* 代表当前节点
*/
TreeNode current = root;
/*
* 最近一次弹栈的元素
*/
TreeNode pop = null;
List<Integer> result = new ArrayList<>();
while (!stack.isEmpty() || current != null) {
if (current != null) {
stack.push(current);
// 待处理左子树
result.add(current.val);
current = current.left;
} else {
TreeNode peek = stack.peek();
// 没有右子树
if (peek.right == null) {
// 获取最近一次弹栈的元素
pop = stack.pop();
}
// 右子树处理完成
else if (peek.right == pop) {
// 获取最近一次弹栈的元素
pop = stack.pop();
}
// 待处理右子树
else {
current = peek.right;
}
}
}
return result;
}
}
题目 94. 二叉树的中序遍历
原题链接：Leetcode94. 二叉树的中序遍历
给定一个二叉树的根节点 root ，返回 它的中序遍历 。
示例 1：
输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,3,2]
示例 2：
输入：root = []
输出：[]
示例 3：
输入：root = [1]
输出：[1]
提示：
- 树中节点数目在范围 [0, 100] 内
- -100 <= Node.val <= 100
进阶: 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？
题解
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
/*
* 栈
*/
LinkedList<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
/*
* 代表当前节点
*/
TreeNode current = root;
/*
* 最近一次弹栈的元素
*/
TreeNode pop = null;
List<Integer> result = new ArrayList<>();
while (!stack.isEmpty() || current != null) {
if (current != null) {
stack.push(current);
// 待处理左子树
current = current.left;
} else {
TreeNode peek = stack.peek();
// 没有右子树
if (peek.right == null) {
result.add(peek.val);
// 获取最近一次弹栈的元素
pop = stack.pop();
}
// 右子树处理完成
else if (peek.right == pop) {
// 获取最近一次弹栈的元素
pop = stack.pop();
}
// 待处理右子树
else {
result.add(peek.val);
current = peek.right;
}
}
}
return result;
}
}
题目 145. 二叉树的后序遍历
示例 1：
输入：root = [1,null,2,3]
输出：[3,2,1]
示例 2：
输入：root = []
输出：[]
示例 3：
输入：root = [1]
输出：[1]
说明：
- 树中节点的数目在范围 [0, 100] 内
- -100 <= Node.val <= 100
进阶：递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？
题解
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
/*
* 栈
*/
LinkedList<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
/*
* 代表当前节点
*/
TreeNode current = root;
/*
* 最近一次弹栈的元素
*/
TreeNode pop = null;
List<Integer> result = new ArrayList<>();
while (!stack.isEmpty() || current != null) {
if (current != null) {
stack.push(current);
// 待处理左子树
current = current.left;
} else {
TreeNode peek = stack.peek();
// 没有右子树
if (peek.right == null) {
// 获取最近一次弹栈的元素
pop = stack.pop();
result.add(pop.val);
}
// 右子树处理完成
else if (peek.right == pop) {
// 获取最近一次弹栈的元素
pop = stack.pop();
result.add(pop.val);
}
// 待处理右子树
else {
current = peek.right;
}
}
}
return result;
}
}
题目 105. 从前序与中序遍历序列构造二叉树
原题链接：Leetcode105. 从前序与中序遍历序列构造二叉树
给定两个整数数组 preorder 和 inorder ，其中 preorder 是二叉树的先序遍历， inorder 是同一棵树的中序遍历，请构造二叉树并返回其根节点。
示例 1:
输入: preorder = [3,9,20,15,7], inorder = [9,3,15,20,7]
输出: [3,9,20,null,null,15,7]
示例 2:
输入: preorder = [-1], inorder = [-1]
输出: [-1]
提示:
1 <= preorder.length <= 3000inorder.length == preorder.length-3000 <= preorder[i], inorder[i] <= 3000preorder和inorder均 无重复 元素inorder均出现在preorderpreorder保证 为二叉树的前序遍历序列inorder保证 为二叉树的中序遍历序列
题解
思路
1. 前序遍历（preorder）的第一个值肯定是根节点。通过preorder寻找根节点。
2. 中序遍历（inorder）在根节点之前的值是根节点的左子树部分，而之后的值是根节点的右子树部分。通过inorder区分左右子树部分。
3. 通过循环inorder使用根节点确定中序遍历的左右子树部分、前序遍历的左右子树部分。
4. 根据1.2.3.继续分为子问题，递归解决。
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
public TreeNode buildTree(int[] preOrder, int[] inOrder) {
if (preOrder.length == 0) {
return null;
}
// 创建根节点
int rootValue = preOrder[0];
TreeNode root = new TreeNode(rootValue);
// 区分左右子树
for (int i = 0; i < inOrder.length; i++) {
if (inOrder[i] == rootValue) {
// 0 ~ i-1 左子树
// i+1 ~ inOrder.length -1 右子树
int[] inLeft = Arrays.copyOfRange(inOrder, 0, i);
int[] inRight = Arrays.copyOfRange(inOrder, i + 1, inOrder.length);
int[] preLeft = Arrays.copyOfRange(preOrder, 1, i + 1);
int[] preRight = Arrays.copyOfRange(preOrder, i + 1, preOrder.length);
root.left = buildTree(preLeft, inLeft);
root.right = buildTree(preRight, inRight);
break;
}
}
return root;
}
}
瑞：可以使用HashMap优化，以及新数组可以通过索引坐标参数传递优化。具体可见本系列HashMap章节（后续更新）
题目 106. 从中序与后序遍历序列构造二叉树
原题链接：Leetcode106. 从中序与后序遍历序列构造二叉树
给定两个整数数组 inorder 和 postorder ，其中 inorder 是二叉树的中序遍历， postorder 是同一棵树的后序遍历，请你构造并返回这颗 二叉树 。
示例1：
输入：inorder = [9,3,15,20,7], postorder = [9,15,7,20,3]
输出：[3,9,20,null,null,15,7]
示例2：
输入：inorder = [-1], postorder = [-1]
输出：[-1]
提示:
1 <= inorder.length <= 3000postorder.length == inorder.length-3000 <= inorder[i], postorder[i] <= 3000inorder和postorder都由 不同 的值组成postorder中每一个值都在inorder中inorder保证是树的中序遍历postorder保证是树的后序遍历
题解
思路
1. 后序遍历（postorder）的最后一个元素就是根节点。通过postorder寻找根节点。
2. 中序遍历（inorder）在根节点之前的值是根节点的左子树部分，而之后的值是根节点的右子树部分。通过inorder区分左右子树部分。
3. 通过循环inorder使用根节点确定中序遍历的左右子树部分、后序遍历的左右子树部分。
4. 根据1.2.3.继续分为子问题，递归解决。
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
public TreeNode buildTree(int[] inOrder, int[] postOrder) {
if (inOrder.length == 0) {
return null;
}
// 根
int rootValue = postOrder[postOrder.length - 1];
TreeNode root = new TreeNode(rootValue);
// 切分左右子树
for (int i = 0; i < inOrder.length; i++) {
if (inOrder[i] == rootValue) {
int[] inLeft = Arrays.copyOfRange(inOrder, 0, i);
int[] inRight = Arrays.copyOfRange(inOrder, i + 1, inOrder.length);
int[] postLeft = Arrays.copyOfRange(postOrder, 0, i);
int[] postRight = Arrays.copyOfRange(postOrder, i, postOrder.length - 1);
root.left = buildTree(inLeft, postLeft);
root.right = buildTree(inRight, postRight);
break;
}
}
return root;
}
}
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